KE529: Matematiske metoder i kemi og nanovidenskab (5 ECTS)

STADS: 10008301

Niveau
Bachelorkursus

Undervisningsperiode
Kurset er placeret i efterårssemesteret.

Ansvarlige undervisere
Email: mortennp@sdu.dk

Yderligere undervisere
kongsted@sdu.dk
debrabant@imada.sdu.dk

Skemaoplysninger
Vis hele skemaet
Vis personligt skema for dette kursus.

Indgangskrav:
Kurset kan ikke tages af studerende på anvendt matematik og matematik.

Faglige forudsætninger:
Studerende, der følger kurset, forventes at:

• Have kendskab til kemi og matematik svarende til 1. års niveau
• Kunne anvende kemi og matematik svarende til 1. års niveau

Formål
Formålet med kurset er at indføre matematisk notation og matematiske metoder til brug for analyse af kemiske problemstillinger. Der vil blive lagt vægt på praktiske / regnemæssige aspekter af de i kurset behandlede matematiske metoder. Kurset giver også en introduktion til brugen af Maple for analyse af mere matematisk komplicerede kemiske problemstillinger.

Kurset bygger oven på den viden, der er erhvervet i 1. års kurserne i kemi og matematik, og giver et fagligt grundlag for at studere mange emner som eksempelvis kvantekemi, spektroskopi og fysisk kemi der er placeret senere i uddannelsen.

I forhold til uddannelsens kompetenceprofil har kurset eksplicit fokus på at gøre den studerende i stand til at kunne analysere problemstillinger indenfor kemi med en matematisk indgangsvinkel samt at udføre beregninger på typiske matematisk-kemiske problemstillinger.

Målbeskrivelse
For at opnå kursets formål er det læringsmålet for kurset, at den studerende demonstrerer evnen til at:

1. Beskrive typiske matematiske problemstillinger indenfor kemi ved hjælp af matematik samt udvise overblik over grundlæggende begreber indenfor de matematiske metoder der anvendes i kemi.
2. Opskrive og reformulere typiske matematiske modeller i kemi til beskrivelse og analyse af kemiske problemstillinger.
3. Vælge beregningsmetode og udføre grundlæggende praktiske beregninger på matematisk-kemiske problemstillinger.

Indhold
Kurset indeholder følgende faglige hovedområder:

1. Analyse af kemisk relevante matematiske funktioner af en eller flere variable samt deres partielle afledede og total differentialer.
2. Integration af kemisk relevante funktioner med anvendelser indenfor især termodynamik og kvantekemi.
3. Serier og rækkeudviklinger med speciel fokus på brug af Taylorrækkeudviklinger indenfor kemi.
4. Introduktion til komplekse funktioner.
5. Differentialligninger med anvendelse indenfor kemiske problemstillinger som for eksempel kemisk reaktionskinetik, den harmoniske oscillator og partiklen i en kasse.
6. Linear algebra (vektorer, matricer, løsning af lineare ligningssystemer, determinanter, eigenværdier samt eigenvektorer) og dennes anvendelse indenfor kemi og herunder specielt kvantekemi, spektroskopi og symmetri.
7. Numeriske metoder (herunder interpolation) samt deres anvendelse i analyse af kemiske problemstillinger.

Litteratur

• Erich Steiner: The Chemistry Maths Book, Oxford University Press, 2. Udgave.

Kursets hjemmeside
Dette kursus benytter e-learn (blackboard).

Forudsætningsprøver
Ingen

Eksamen- og censurform:
Mundtlig eksamen. Intern censur, karakter efter 7-skalaen (5 ECTS). Den mundtlige eksamen består i fremlæggelse af et af emnerne fra emneoversigten samt fremlæggelse af et miniprojekt. (10008302).

Eksamensformen ved reeksamen kan være en anden end eksamensformen ved den ordinære eksamen.

Vejledende timetal
På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.
Introfase: 12 timer
Træningsfase: 44 timer, heraf:
 - Eksaminatorie: 28 timer
 - Laboratorieøvelser: 16 timer

Aktiviteter i studiefasen

Undervisningsform
Aktiviteter i studiefasen:

• Læsning af lærerbogens materiale
• Opgaveløsning
• Miniprojekt

Sprog
Dette kursus undervises på dansk.

Kursustilmelding
Se tilmeldingsfrister.

Pris for åben uddannelse
Se priser for enkeltkurser.

Denne kursusbeskrivelse var gyldig fra 1. september 2016 til 31. januar 2017.